Abioxénese

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Busto de Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.), filósofo, lóxico e científico da Antiga Grecia, fundador da abioxénese ou teoría da xeración espontánea. O busto é unha copia do orixinal de Lisipo.
Louis Pasteur (1822-1895), científico francés, físico e químico de formación, e fundador da microbioloxía, que demostrou definitivamente a falsidade da teoría da xeración espontánea. Fotografía de 1878.

A abioxénese, do grego άβιος (ábios) "sen vida" (e tamén "sen sustento", "indixente"), e γένεσις (génesis), "nacemento", "xeración", "xénese", é o nome que se lle dá ao proceso de creación de vida a partir de materia inerte. Actualmente o termo pode dar lugar a algunha confusión, xa que inicialmente empregouse en bioloxía para referirse á antiga teoría segundo a cal os seres vivos se formarían a partir de materia inanimada, teoría que estivo en vigor, total ou parcialmente, desde Aristóteles até os experimentos de Louis Pasteur, en 1861.

Este concepto hoxe, en bioloxía, tamén é coñecido como arquegonía, abioxenesia, arquegonía, arquexénese, arquixénese, autoxénese e xeración espontánea, termos todos eles pouco usados agás xeración espontánea, que é o máis utilizado e que, ademais, serve para evitar os equívocos, xa que os biólogos modernos dan o nome de abioxénese ao proceso do xurdimento da vida na Terra a partir de materia mineral, a través dun proceso natural de evolución, que nada ten que ver co inicial significado, senón que máis ben é o contrario.

Actualmente, o termo úsase polos científicos en referencia á orixe química da vida a partir de reaccións en compostos orgánicos orixinados abioticamente. Esta designación é algo ambigua, pois moitos investigadores refírense a este proceso utilizando o termo bioxénese.

O consenso científico actual é que a abioxénese ocorreu aproximadamente entre hai 4,4 billóns de anos, cando o vapor de auga se condensou por primeira vez na Terra, [1] e hai 2,7 billóns de anos, cando a proporción de isótopos estábeis de carbono (C12 e C13), ferro e xofre fan pensar nunha orixe bioxénica de minerais e sedimentos [2] [3] e marcadores biomoleculares indican a existencia de fotosíntese. [4] [5]

Este tema inclúe tamén a panspermia e outras teorías exóxenas referentes á posibilidade de que a orixe da vida puidera ser extraterrestre ou extraplanetaria. Estas teorías supoñen que a orixe da vida ocorreu nalgún momento nos últimos 13.700 millóns de anos da evolución do universo desde o big bang. [6]

Os estudos sobre a orixe da vida son un campo limitado de investigación a pesar do seu profundo impacto na bioloxía e na comprensión do mundo natural. O progreso neste campo é xeralmente lento e esporádico, a pesar de atraer a atención de moitos debido á importancia da cuestión.

Propuxéronse varias teorías, entre as cales destacan a teoría de Oparin do caldo primitivo e a teoría do mundo do RNA. [7]

Xeración espontánea[editar | editar a fonte]

Artigo principal: Xeración espontánea.

Os primeiros defensores coñecidos das ideas da xeración espontánea foron Anaximandro, o seu pupilo Anaxímenes, e outros como Parménides, Empédocles, Demócrito e Anaxágoras. Sostiñan de modo xeral que a xeración espontánea ocorría, aínda que en versións variadas segundo os autores.

O defensor máis famoso desta hipótese na antigüidade foi Aristóteles hai máis de dous mil anos e, na súa versión, supoñía a existencia dun principio activo dentro de certas porcións da materia inanimada. Este principio activo organizador sería responsábel, por exemplo, do desenvolvemento dun ovo no animal adulto, no que cada tipo de ovo tería un principio organizador diferente, de acordo co tipo de ser vivo. Este mesmo principio organizador tamén faría posíbel que seres vivos completamente formados eventualmente xurdiran a partir da "materia inerte".

A idea estaba baseada en observacións —descoidadas, sen o rigor científico actual— de que algúns animais aparentemente xorden da materia en putrefacción, ignorando a preexistencia de ovos ou mesmo das súas larvas. Iso sucedía moitos séculos antes de que se desenvolvera o método científico tal como é hoxe, cando non había preocupación en comprobar que as observacións realmente correspondesen ao que se supoñía que eran feitos, levando, por tanto, a falsas conclusións.

Relatos de xeración espontánea encóntranse, por exemplo, na mitoloxía grega: despois do diluvio universal, a parella humana sobrevivinte Deucalión e Pirra precisou da axuda dos deuses para recrear a humanidade [8], pero os animais apareceran a través da xeración espontánea [9].

Estas ideas sobre a abioxénese (no sentido antigo) foron aceptadas comunmente durante moitos séculos. Aínda no século XIII, había a crenza popular de que certas árbores costeiras orixinaban gansos; relatábase que algunhas árbores daban froitos similares a melóns que contiñan carneiros completamente formados no seu interior.

No século XVI, Paracelso, describiu diversas observacións acerca da xeración espontánea de diversos animais, como sapos, ratos, anguías e tartarugas, a partir de fontes como agua, aire, madeira podre e palla, entre outras.

Científicos de todos os campos do saber acreditaban, por exemplo, que as moscas se orixinaban do lixo. Xa no século XVII, en resposta ás dúbidas de Sir Thomas Browne sobre "se os ratos podían nacer da putrefacción", Alexander Ross respondeu:

Entón pode el (Sir Thomas Browne) dubidar se do queixo ou da madeira se orixinan vermes; ou se os abesouros e as vespas das feces das vacas; ou se bolboretas, lagostas, saltóns, ostras, lesmas, anguías etc, se crian da materia putrefacta, que está apta para recibir a forma de criatura para a cal ela é por poder formativo transformada? Cuestionar iso é cuestionar a razón, sentido e experiencia. Se dubida, que vaia a Exipto, e a alá encontrará campos cheos de ratos, prole da lama do Nilo, para gran calamidade dos habitantes.
van Helmont

No século XVII, o médico e alquimista belga Jan Baptista van Helmont, que posteriormente foi responsábel de grandes experimentos sobre fisioloxía vexetal, chegou a prescribir unha "receita" para a produción espontánea de ratos en 21 días.

Segundo el, bastaba que se xuntaran, nun recanto calquera, unha camisa sucia e grans de trigo para que en 21 días se constatara a xeración espontánea dos ratos.

  • Cóllase unha camisa sucia e deixen nela uns grans de trigo durante 21 días nun local escuro, e aparecerán con seguridade algúns ratos.

Para van Helmont o principio activo estaría na suor da camisa. Estas conclusións erróneas debíanse á falta de metodoloxía apropiada, limitando variábeis que puidesen dar resultados falsos —como, por exemplo, impedir que ratos xa formados tivesen acceso á "receita" que se supoñía ía producir ratos— unida ao presuposto, fortemente asentado, de que a xeración espontánea era posíbel.

Pero a partir do século XVII levaríanse a cabo diversos experimentos que probarían que os seres vivos se forman unicamente a partir doutros seres vivos.

Redi[editar | editar a fonte]

O primeiro paso para a refutación científica da abioxénese aristotélica deuno o italiano Francesco Redi que, en 1668, demostrou que as larvas de mosca non nacían en carne que fose inaccesíbel ás moscas, protexidas por teas, de forma que non puidesen poñer nela os seus ovos. Nas súas "Experiencias sobre a xeración de insectos", Redi di:

Aínda que me sinta feliz de ser corrixido por alguén máis sabio do que eu no caso de que faga afirmacións erróneas, debo expresar a miña convicción de que a Terra, despois de producir as primeiras plantas e os primeiros animais, por orde do Supremo e Omnipotente Creador, nunca máis produciu ningún tipo de planta ou animal, quer perfecto, quer imperfecto...
Francesco Redi

Redi entón supoñía que a xeración espontánea ocorrería só durante os primeiros tempos da Terra. Formulou a hipótese de que o que aparentaba ser xeración espontánea en verdade era orixinado polos ovos depositados por moscas no material en putrefacción.

Admitiu a necesidade de probar esta hipótese, para o que ideou un experimento de forma que limitase as variábeis de forma máis coidadosa, deixando a metade dos frascos tapados e a outra metade destapados.

Sen embargo advertiu que esa metodoloxía tamén deixaba algunha marxe de erro. Porque as tapas dos frascos impedían o acceso das moscas, pero impedían tamén a renovación do aire no interior dos frascos, talvez entón impedindo que o "principio activo" propiciase a xeración espontánea dos "vermes".

Para resolver esa parte do problema, perfeccionou o experimento, tapando os frascos cunha gasa, que permitía a entrada de aire (pero non das moscas). O resultado foi o mesmo; aínda que os "vermes" non xurdiran na carne dentro dun frasco de vidro, por impedirse o acceso das moscas, apareceran varios no exterior da gasa, tentando forzar a entrada.

Así, no século XVII foi gradualmente demostrándose que, polo menos no caso de todos os organismos facilmente visíbeis, a xeración espontánea non ocorría, e que cada ser vivo coñecido proviña dunha forma de vida preexistente, a idea coñecida como bioxénese.

Needham e Spallanzani[editar | editar a fonte]

A invención e o perfeccionamento do microscopio renovaron a aceptación da abioxénese, polo menos no caso dos microbios. En 1683, Anton van Leeuwenhoek descubriu os microrganismos, e logo foi notado que non importaba que a materia orgánica fose coidadosamente protexida por teas, ou que fose colocada en recipientes tapados: unha vez que a putrefacción ocorrese, era invariabelmente acompañada dunha miríada de bacterias e outros microorganismos. Non se cría que a orixe deses seres estivese relacionada coa reprodución sexual, entón a súa orixe acabou sendo atribuída á xeración espontánea. Era tentador pensar que mentres as formas de vida "superiores" xurdiran só de proxenitores do mesmo tipo, houbese unha fonte abioxénica perpetua da cal organismos vivos nos primeiros pasos da evolución xurdían continuamente, en condicións favorábeis, da materia inorgánica.

Lazzaro Spallanzani

John Needham, en 1745, realizou novos experimentos que viñeron a reforzar a hipótese de que a vida podía orixinarse por abioxénese. Consistían en quentar en tubos de ensaio líquidos nutritivos, con partículas de alimento. Pechábaos, impedindo a entrada de aire, e os quentaba novamente. Despois de varios días, neses tubos proliferaban enormes cantidades de pequenos organismos. Estes experimentos foron vistos como un grande reforzo da hipótese da abioxénese.

Pero en 1768, Lazzaro Spallanzani criticou duramente a teoría e os experimentos de Needham, a través de experimentos similares, pero fervendo os frascos pechados con sucos nutritivos durante unha hora, e que posteriormente deixaba de lado durante algúns días. Examinando os frascos, non se encontraba ningunha sinal de vida. Quedou desta forma demostrado que Needham errou en non quentar suficientemente até matar os seres preexistentes na mestura.

Pero iso non foi suficiente para descartar por completo a hipótese da abioxénese. Needham replicou, suxerindo que ao quecer os líquidos a temperaturas moi elevadas, se puidese estar destruíndo ou debilitando o "principio activo".

A hipótese da abioxénese (no sentido de xeración espontánea) continuaba sendo aceptada poa opinión pública. Pero o traballo de Spallanzani achantou o camiño para Louis Pasteur.

Pasteur[editar | editar a fonte]

Debeuse ao gran biólogo francés Louis Pasteur, en 1862, que a xeración espontánea no mundo microscópico fora refutada completa e definitivamente. Contra o argumento de Needham sobre a destrución do principio activo durante a fervedura, planeou experimentos con frascos con "colo de cisne", que permitían a entrada de aire, ao mesmo tempo en que minimizaban considerabelmente a entrada doutros microbios por vía aérea.

Desta forma, demostraba que a fervedura en si, non tiraba a capacidade dos líquidos de manteren a vida, bastaría con que os microorganismos se introduciran neles. O impedimento da orixe da vida por falta do principio activo, tamén pode ser descartado, xa que o aire podía entrar e saír libremente da mestura. O recipiente con "colo de cisne" permaneceu nesas condicións, libre de microbios, durante cerca de un ano.

Nicolas Appert[editar | editar a fonte]

Nicolas Appert aproveitou as ideas de Spallanzani de ferver frascos e pasou a ferver alimentos e gardalos en recipientes de vidro. Foi o precursor das conservas.

A xeración espontánea é descartada[editar | editar a fonte]

Máis tarde descubriuse que algunhas esporas de bacterias teñen membranas resistentes á calor, pero que unha prolongada exposición á calor seca pode ser un proceso eficiente para a súa esterilización. Ademais diso, a presenza de bacterias, ou as súas esporas, é tan universal que nin as precaucións máis extremas poden evitar a reinfección de material esterilizado. Foi desta forma concluído definitivamente que todos os organismos coñecidos xorden só de organismos vivos preexistentes.

Se todos os seres proveñen dos seus antergos, iso conduce loxicamente á idea de ancestralidade común universal, pero suscita a pregunta de como xurdiría o primeiro ser vivo. A abioxénese —como orixe da vida a partir de materia non viva— debe ser necesariamente asumida a menos que se supoña que a vida existira sempre. Estando esta hipótese descartada, a vida debeu xurdir nalgún momento, e de algo que non era vivo. Estando tamén descartadas as teorías aristotélicas de abioxénese, quédanos por ver os conceptos modernos, aínda non concluíntes, sobre como exactamente tería ocorrido iso.

Orixe química da vida[editar | editar a fonte]

Artigo principal: Orixe da vida.

Hipótese de Oparin-Haldane ou hipótese heterotrófica[editar | editar a fonte]

Os experimentos de Louis Pasteur refutaron a abioxénese aristotélica, ou xeración espontánea, pero non din nada da orixe química da vida, tamén chamada biopoese (do grego βίος, "vida", e ποιέω, producir, facer, fabricar), evolución química, quimiosíntese, ou aínda bioxénese por Teilhard de Chardin. Esta forma de abioxénese supostamente ocorreu en condicións totalmente diferentes ás hoxe existentes na Terra, durante períodos de tempo moi extensos, non sendo algo que se supoña poder ocorrer en calquera instante, ou hoxe en día. O propio Charles Darwin percibiu impedimentos básicos para que iso ocorrese [10]:

Acostúmase a dicir frecuentemente que todas as condicións necesarias para o xurdimento dun ser vivo encóntranse presentes agora como sempre se encontraron. Pero se (e é moi grande ese se!) nós puidésemos imaxinar que, a día de hoxe, nalgunha pociña tépeda na que estiveran presentes todos os tipos de sales amoníacais e fosfóricos, luz, calor, electricidade etc., un composto proteico estivera quimicamente formado e listo para sufrir cambios máis complexos, tal composto sería inmediatamente devorado ou absorbido, o que non ocorrería antes de que se formaran os seres vivos.

Alén diso, e diferentemente da abioxénese aristotélica, o concepto actual non propón a orixe espontánea de formas de vida complexas, de algo similar a calquera das especies actuais, senón unha orixe máis singular da vida, percorrendo un complexo proceso gradual, con varias etapas. A vida neses estados intermedios probabelmente diferiría moito das formas actuais, até o punto de facer incerta a súa clasificación como "vida", ou a delimitación entre a "vida" e "non vida", de forma similar á situación na que se encontran hoxe os virus e os prións.

Friedrich Wöhler

Nos últimos 120 anos, sóubose que non hai diferenza entre a materia viva e a "mineral" ou "inanimada". Os seres vivos non están compostos de algo fundamentalmente diferente doutros obxectos, nin teñen un "principio activo" que lles dea a vida.

Carbono, hidróxeno, oxíxeno e nitróxeno son os elementos predominantes nos seres vivos, e tamén se encontran fóra deles.

A vida é unha cuestión de organización material de compostos formados por eses elementos. A abioxénese entón daríase a través de procesos e etapas que acumulativamente producirían a organización básica dos seres vivos.

O químico alemán Friedrich Wöhler, en 1828, demostrou que os compostos orgánicos poden formarse a partir de substancias inorgánicas no laboratorio, sintetizando urea a partir de dióxido de carbono e amoníaco. [11]

Máis tarde, os químicos descubriron que os principais ladrillos da vida, os aminoácidos, nucleótidos e lipídos, poden formarse todos, bastando que existan fontes de carbono, nitróxeno, e enerxía.

Aleksandr Oparin (dereita)
J. B. S. Haldane

Non hai unha teoría única para tratar de explicar o proceso, senón varias diferentes posibilidades, sen que calquera delas sexa vista como mellor que outra, a pesar de que hai algunhas que son máis populares.

Como de gran valor histórico pódese citar a teoría de A. Oparin do "caldo primitivo", con ideas similares ás formuladas independentemente por J. B. S. Haldane, ambos na década de 1920. Supoñían que unha serie de reaccións químicas sucederían nas supostas condicións atmosféricas da Terra primordial que culminarían coa orixe da vida.

Segundo Oparin [12] [13], en ambiente acuoso, compostos orgánicos sufrirían reaccións que irían levando a niveis crecentes de complexidade molecular, eventualmente formando agregados coloides, ou coacervados. Estes coacervados serían aptos para "alimentarse" rudimentariamente doutros compostos orgánicos presentes no ambiente, de forma similar a un metabolismo primitivo. Os coacervados non eran aínda organismos vivos, pero ao formarse en enormes cantidades, e encontrarse no medio acuoso durante un tempo moi longo, eventualmente atinxirían un nivel de organización que dese a propiedade de replicación. Xurdiría así unha forma de vida extremadamente primitiva.

Haldane supoñía que os océanos primitivos funcionaban como un inmenso laboratorio químico, alimentado por enerxía solar. Na atmosfera, os gases e a radiación ultravioleta orixinarían compostos orgánicos, e no mar se formaría entón unha sopa quente de enormes cantidades de monómeros e polímeros. Grupos destes monómeros e polímeros adquirirían membranas lipídicas, e desenvolvementos posteriores eventualmente levarían ás primeiras células vivas.

Estaban polo menos parcialmente correctos, en canto á orixe de aminoácidos e outros ladrillos básicos da vida, como se comprobou co experimento de Miller, en 1953 [14] [15] [16], que simulaba esas supostas condicións atmosféricas, e o de Juan Oró en 1961 [17]. Os experimentos foron repetidos con diversas atmosferas hipotéticas, obtendo sempre resultados similares.

Posteriormente, Sidney Fox [18] [19] [20] levou o experimento un paso adiante facendo que eses ladrillos básicos da vida se unisen en proteinoides —moléculas polipeptídicas similares a proteínas— por simple quecemento. No traballo seguinte con estes aminoácidos e pequenos péptidos descubriu que podían formar membranas esféricas pechadas, chamadas microesferas. Fox as describiu como formacións de protocélulas, crendo que eran un paso intermedio importante na orixe da vida. As microesferas tiñan dentro do seu envoltorio un medio acuoso, que mostraba un movemento similar á ciclose. Eran capaces de absorber outras moléculas presentes no seu ambiente; podían formar estruturas maiores fundíndose unhas con outras e, en certas condicións, producíanse protuberancias minúsculas na súa superficie, que podían separarse e crecer individualmente.

As investigacións neste sentido non pararon aí, sendo moi importantes os experimentos e hipóteses levados a cabo por científicos como Manfred Eigen, Sol Spiegelman, Thomas Gold, A. G. Cairns-Smith, e unha serie doutros traballos máis actuais.

Relixión[editar | editar a fonte]

Todas as relixións teñen os seus mitos ou historias sobre a Creación da vida e a orixe do home. Estes mitos non deben confundirse coa ciencia da abioxénese. Para os mitos da creación das respectivas relixións consúltese Adán e Eva para o mito xudeu-cristián. Para a concepción budista, véxase o artigo sobre budismo. Para a concepción dos antigos gregos, véxase Caos.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck and Colin M. Graham, Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago, Nature 409, 175-178 (2001)
  2. "www.journals.royalsoc.ac.uk/content/01273731t4683245/". http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/01273731t4683245/. 
  3. "geology.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/34/3/153". http://geology.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/34/3/153. 
  4. "www.journals.royalsoc.ac.uk/content/887701846v502u58/". http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/887701846v502u58/. Consultado o 2007-07-10. 
  5. "www.journals.royalsoc.ac.uk/content/814615517u5757r6/". http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/814615517u5757r6/. Consultado o 2007-07-10. 
  6. "map.gsfc.nasa.gov/m_mm/mr_age.html". http://map.gsfc.nasa.gov/m_mm/mr_age.html. Consultado o 2007-07-10. 
  7. Chapter 6, last section in Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K and Walter P, Molecular Biology of the Cell, 4th Edition, Routledge, March, 2002, ISBN 0-8153-3218-1.
  8. Ovidio, Metamorfoses, 348 - 415
  9. Ovidio, Metamorfoses, 416
  10. "Life In a Soup – First Life on Earth". www.windmillministries.org. http://www.windmillministries.org/frames/CH5A.htm. Consultado o 27/01/2011.  (en inglés)
  11. Friedrich Wöhler (1828). "Ueber künstliche Bildung des Harnstoffs". Annalen der Physik und Chemie 88 (2): 253–256. DOI:10.1002/andp.18280880206. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15097k/f261.chemindefer. 
  12. OPARIN, A.I. (1968). The Origin and Development of Life.  (en inglés)
  13. OPARIN, A.I. (1952). The Origin of Life.  (en inglés)
  14. "Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions" (PDF). Science 117 (3046): 528. maio 1953. DOI:10.1126/science.117.3046.528. PMID 13056598. http://www.abenteuer-universum.de/pdf/miller_1953.pdf. 
  15. "Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth". Science 130 (3370): 245. xullo 1959. DOI:10.1126/science.130.3370.245. PMID 13668555.  Miller states that he made "A more complete analysis of the products" in the 1953 experiment, listing additional results.
  16. A. Lazcano, J. L. Bada (xuño 2004). "The 1953 Stanley L. Miller Experiment: Fifty Years of Prebiotic Organic Chemistry". Origins of Life and Evolution of Biospheres 33 (3): 235–242. DOI:10.1023/A:1024807125069. PMID 14515862. 
  17. Juan Oró (1923–2004), Ricardo Guerrero
  18. Fox, S.W., 1965. Simulated natural experiments in spontaneous organization of morphological units from protenoid. In The Origins of Prebiological Systems and Their Molecular Matrices, S.W. Fox (ed), New York: Academic Press, pp. 361-382
  19. Fox, S.W., 1980. The origins of behavior in macromolecules and protocells. Comparative Biochemistry and Physiology 67B: 423-436
  20. Fox, S.W., 1988. The Emergence of Life: Davwinian Evolution from the Inside. New York: Basic Books

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Bibliografía[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]